Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fsum1p Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fsum1p 15169
 Description: Separate out the first term in a finite sum. (Contributed by NM, 3-Jan-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
fsumm1.1 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
fsumm1.2 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
fsum1p.3 (𝑘 = 𝑀𝐴 = 𝐵)
Assertion
Ref Expression
fsum1p (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = (𝐵 + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)𝐴))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘
Allowed substitution hint:   𝐴(𝑘)

Proof of Theorem fsum1p
StepHypRef Expression
1 fsumm1.1 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
2 eluzel2 12300 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
31, 2syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
4 fzsn 13011 . . . . . 6 (𝑀 ∈ ℤ → (𝑀...𝑀) = {𝑀})
53, 4syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀...𝑀) = {𝑀})
65ineq1d 4118 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...𝑀) ∩ ((𝑀 + 1)...𝑁)) = ({𝑀} ∩ ((𝑀 + 1)...𝑁)))
73zred 12139 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ ℝ)
87ltp1d 11621 . . . . 5 (𝜑𝑀 < (𝑀 + 1))
9 fzdisj 12996 . . . . 5 (𝑀 < (𝑀 + 1) → ((𝑀...𝑀) ∩ ((𝑀 + 1)...𝑁)) = ∅)
108, 9syl 17 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...𝑀) ∩ ((𝑀 + 1)...𝑁)) = ∅)
116, 10eqtr3d 2795 . . 3 (𝜑 → ({𝑀} ∩ ((𝑀 + 1)...𝑁)) = ∅)
12 eluzfz1 12976 . . . . . 6 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
131, 12syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
14 fzsplit 12995 . . . . 5 (𝑀 ∈ (𝑀...𝑁) → (𝑀...𝑁) = ((𝑀...𝑀) ∪ ((𝑀 + 1)...𝑁)))
1513, 14syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝑀...𝑁) = ((𝑀...𝑀) ∪ ((𝑀 + 1)...𝑁)))
165uneq1d 4069 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀...𝑀) ∪ ((𝑀 + 1)...𝑁)) = ({𝑀} ∪ ((𝑀 + 1)...𝑁)))
1715, 16eqtrd 2793 . . 3 (𝜑 → (𝑀...𝑁) = ({𝑀} ∪ ((𝑀 + 1)...𝑁)))
18 fzfid 13403 . . 3 (𝜑 → (𝑀...𝑁) ∈ Fin)
19 fsumm1.2 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)) → 𝐴 ∈ ℂ)
2011, 17, 18, 19fsumsplit 15158 . 2 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = (Σ𝑘 ∈ {𝑀}𝐴 + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)𝐴))
21 fsum1p.3 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑀𝐴 = 𝐵)
2221eleq1d 2836 . . . . 5 (𝑘 = 𝑀 → (𝐴 ∈ ℂ ↔ 𝐵 ∈ ℂ))
2319ralrimiva 3113 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 ∈ ℂ)
2422, 23, 13rspcdva 3545 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
2521sumsn 15162 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ {𝑀}𝐴 = 𝐵)
263, 24, 25syl2anc 587 . . 3 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ {𝑀}𝐴 = 𝐵)
2726oveq1d 7171 . 2 (𝜑 → (Σ𝑘 ∈ {𝑀}𝐴 + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)𝐴) = (𝐵 + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)𝐴))
2820, 27eqtrd 2793 1 (𝜑 → Σ𝑘 ∈ (𝑀...𝑁)𝐴 = (𝐵 + Σ𝑘 ∈ ((𝑀 + 1)...𝑁)𝐴))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2111   ∪ cun 3858   ∩ cin 3859  ∅c0 4227  {csn 4525   class class class wbr 5036  ‘cfv 6340  (class class class)co 7156  ℂcc 10586  1c1 10589   + caddc 10591   < clt 10726  ℤcz 12033  ℤ≥cuz 12295  ...cfz 12952  Σcsu 15103 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2729  ax-rep 5160  ax-sep 5173  ax-nul 5180  ax-pow 5238  ax-pr 5302  ax-un 7465  ax-inf2 9150  ax-cnex 10644  ax-resscn 10645  ax-1cn 10646  ax-icn 10647  ax-addcl 10648  ax-addrcl 10649  ax-mulcl 10650  ax-mulrcl 10651  ax-mulcom 10652  ax-addass 10653  ax-mulass 10654  ax-distr 10655  ax-i2m1 10656  ax-1ne0 10657  ax-1rid 10658  ax-rnegex 10659  ax-rrecex 10660  ax-cnre 10661  ax-pre-lttri 10662  ax-pre-lttrn 10663  ax-pre-ltadd 10664  ax-pre-mulgt0 10665  ax-pre-sup 10666 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2557  df-eu 2588  df-clab 2736  df-cleq 2750  df-clel 2830  df-nfc 2901  df-ne 2952  df-nel 3056  df-ral 3075  df-rex 3076  df-reu 3077  df-rmo 3078  df-rab 3079  df-v 3411  df-sbc 3699  df-csb 3808  df-dif 3863  df-un 3865  df-in 3867  df-ss 3877  df-pss 3879  df-nul 4228  df-if 4424  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4802  df-int 4842  df-iun 4888  df-br 5037  df-opab 5099  df-mpt 5117  df-tr 5143  df-id 5434  df-eprel 5439  df-po 5447  df-so 5448  df-fr 5487  df-se 5488  df-we 5489  df-xp 5534  df-rel 5535  df-cnv 5536  df-co 5537  df-dm 5538  df-rn 5539  df-res 5540  df-ima 5541  df-pred 6131  df-ord 6177  df-on 6178  df-lim 6179  df-suc 6180  df-iota 6299  df-fun 6342  df-fn 6343  df-f 6344  df-f1 6345  df-fo 6346  df-f1o 6347  df-fv 6348  df-isom 6349  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-om 7586  df-1st 7699  df-2nd 7700  df-wrecs 7963  df-recs 8024  df-rdg 8062  df-1o 8118  df-er 8305  df-en 8541  df-dom 8542  df-sdom 8543  df-fin 8544  df-sup 8952  df-oi 9020  df-card 9414  df-pnf 10728  df-mnf 10729  df-xr 10730  df-ltxr 10731  df-le 10732  df-sub 10923  df-neg 10924  df-div 11349  df-nn 11688  df-2 11750  df-3 11751  df-n0 11948  df-z 12034  df-uz 12296  df-rp 12444  df-fz 12953  df-fzo 13096  df-seq 13432  df-exp 13493  df-hash 13754  df-cj 14519  df-re 14520  df-im 14521  df-sqrt 14655  df-abs 14656  df-clim 14906  df-sum 15104 This theorem is referenced by:  telfsumo  15218  fsumparts  15222  arisum2  15277  pwdif  15284  binomfallfaclem2  15455  bpolydiflem  15469  pwp1fsum  15805  ovolicc2lem4  24233  advlogexp  25358  ftalem5  25774  rplogsumlem2  26181  axlowdimlem16  26863  fwddifnp1  34050  etransclem24  43301  etransclem32  43309  etransclem35  43312  altgsumbcALT  45171  nn0sumshdiglemA  45447  nn0sumshdiglemB  45448
 Copyright terms: Public domain W3C validator